RAII

使用局部對(duì)象來(lái)管理資源的技術(shù)

RAII的原理

RAII的四個(gè)步驟

裸指針存在的問(wèn)題

delete后的指針變量就變成了一個(gè)失效指針（也叫作懸空指針）。

對(duì)于下面的代碼：

void Destroy(Object *op)
{
	delete op;
	delete[] op;
}

Object *op = new Object(10);
Object *arop = new Object[10];

Destroy(op);
Destroy(arop);

因此：

智能指針

智能指針的引入

智能指針是比原始指針更加智能的類，解決懸空指針多次刪除被指向?qū)ο?，以及資源泄漏問(wèn)題，通常用來(lái)確保指針的壽命和其指向?qū)ο蟮膲勖恢隆?/p>

智能指針雖然很智能，很容易被誤用，智能也是有代價(jià)的。

四種智能指針

• auto_ptr
• unqiue_ptr（唯一性智能指針）
• shared_ptr（共享性智能指針）
• weak_ptr（管理弱引用）

其中后三個(gè)是C11支持，并且第一個(gè)已經(jīng)被C11棄用。

C98中的auto_ptr所做的事情，就是動(dòng)態(tài)分配對(duì)象以及當(dāng)對(duì)象不再需要時(shí)自動(dòng)執(zhí)行清理。

下面我們首先來(lái)了解一下為什么要將auto_ptr移除的原因：

因?yàn)樵擃愋偷闹悄苤羔樢饬x不明確，使用淺拷貝方式時(shí)，兩個(gè)對(duì)象擁有同一塊資源：我們模仿源碼的邏輯

了解一下：比如下面的代碼：

class Object
{
    int value;
public:
    Object(int x = 0):value(x){cout<<"Create Object:"<<this<<endl;}
    ~Object(){cout<<"Destroy Object:"<<this<<endl;}

    int  & Value(){return value;}
    const int& Value() const{return value;}
};

template<class _Ty>
class my_auto_ptr
{
private:
    bool _Owns;//所有權(quán)
    _Ty* _Ptr;
public:
    my_auto_ptr(_Ty* p = NULL):_Owns(p != NULL),_Ptr(p){}
    ~my_auto_ptr()
    {
        if(_Owns)
        {
            delete _Ptr;
        }
        _Owns = false;
        _Ptr = NULL;
    }
    _Ty* get() const 
    {
        return _Ptr;
    }
    _Ty* operator->()const
    {
        return get();
    }
    _Ty & operator*()
    {
        return *get();
    }
    void reset(_Ty* p = NULL) 
    {
       if(_Owns)
       {
           delete _Ptr;
       }
       _Ptr = p;
    }
    _Ty * release()const//編譯要通過(guò)，要么異變，要么強(qiáng)轉(zhuǎn)成普通指針
    {
        _Ty* tmp = NULL;
        if(_Owns)
        {
            ((my_auto_ptr*)this)->_Owns = false;
            tmp = _Ptr;
            ((my_auto_ptr*)this)->_Ptr = NULL;
        }
        return tmp;
    }
    my_auto_ptr(const my_auto_ptr & op):_Owns(op._Owns)
    {
        if(_Owns)
        {
            _Ptr = op._Ptr;
        }
    }
};

void fun()
{
    my_auto_ptr<Object> pobj(new Object(10));//pobj是my_auto_ptr類型
    cout<<pobj->Value()<<endl;
    cout<<(*pobj).Value()<<endl;//(*pobj)是Object的堆區(qū)對(duì)象。*(pobj._Ptr).Value()
}
int main()
{
    my_auto_ptr<Object> pobja(new Object(10));
    my_auto_ptr<Object> pobjb(pobja);
}

相關(guān)函數(shù)解釋：

此時(shí)程序必然會(huì)導(dǎo)致程序崩潰引發(fā)異常，主函數(shù)結(jié)束時(shí)對(duì)同一部分資源釋放了兩次，堆內(nèi)存被釋放兩次

那么我們可能會(huì)考慮，將資源轉(zhuǎn)移，即修改拷貝構(gòu)造如下：利用是釋放函數(shù)

my_auto_ptr(const my_auto_ptr & op):_Owns(op._Owns),_Ptr(op.release())
    {}

看似好像解決了上面的問(wèn)題，實(shí)則存在隱患

繼續(xù)來(lái)看：下面的代碼存在什么問(wèn)題呢？

void fun(my_auto_ptr<Object> apx)
{
    int x = apx->Value();
    cout<<x<<endl;
}

int main()
{
    my_auto_ptr<Object> pobja(new Object(10));
    
    fun(pobja);

    int a = pobja->Value();
    cout<<a<<endl;
}

上述代碼的執(zhí)行邏輯如下：

• pobja有兩個(gè)域擁有權(quán)域和指針域，拿pobja初始化形參apx時(shí)，會(huì)調(diào)動(dòng)拷貝構(gòu)造函數(shù)
• apx將自己的擁有權(quán)域設(shè)為1，調(diào)動(dòng)release函數(shù)，銷毀了pobja對(duì)象的資源后，返回堆區(qū)對(duì)象的地址，apx接收后將自身的指針域指向原先pobja所指向的堆區(qū)對(duì)象
• fun函數(shù)結(jié)束，apx局部對(duì)象就會(huì)被析構(gòu)，此時(shí)再打印a，對(duì)象其實(shí)已經(jīng)不存在了并且自身早已失去了pobja的擁有權(quán)。

綜上，此時(shí)智能指針的拷貝構(gòu)造函數(shù)的兩種寫法：

 my_auto_ptr(const my_auto_ptr & op):_Owns(op._Owns)
    {
        if(_Owns)
        {
            _Ptr = op._Ptr;
        }
    }
   
 my_auto_ptr(const my_auto_ptr & op):_Owns(op._Owns),_Ptr(op.release())
    {}

• 第一種存在的問(wèn)題：Object的資源會(huì)被兩個(gè)釋放兩次
• 第二種存在的問(wèn)題：解決了第一種問(wèn)題，但是不能解決類似于實(shí)參對(duì)象初始化形參時(shí)，實(shí)參之前自身的資源丟失的問(wèn)題，找不著了,因?yàn)檫@種情況太過(guò)于隱蔽，容易出錯(cuò)，所以auto_ptr作為函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)一定要避免的?；蛟S你想到加上引用解決上面的問(wèn)題，但是仔細(xì)思考后發(fā)現(xiàn)，我們并不知道函數(shù)對(duì)傳入的傳入的auto_ptr做了什么，如果當(dāng)中的某些操作使其失去了對(duì)對(duì)象的所有權(quán)，那么這還可能會(huì)導(dǎo)致致命的執(zhí)行期錯(cuò)誤。獲取再加上const 才是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

因此，C11標(biāo)準(zhǔn)之前的auto_ptr這個(gè)智能指針不被廣泛使用的原因就是：在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，拷貝構(gòu)造函數(shù)的意義不明確，同理賦值語(yǔ)句也是這個(gè)道理，意義同樣不明確，因?yàn)镃11標(biāo)準(zhǔn)之前并不存在移動(dòng)賦值和移動(dòng)構(gòu)造的概念，還有就是之前談到的一個(gè)對(duì)象和一組對(duì)象的問(wèn)題，對(duì)于自定義類型而言，auto_ptr的析構(gòu)函數(shù)僅能夠析構(gòu)一個(gè)對(duì)象，不能夠處理一組對(duì)象的情況，這些都是尚未解決的問(wèn)題。

于是在C11中棄用，C17標(biāo)準(zhǔn)中直接移除。 

歷史淵源：

在STL庫(kù)之前，有一個(gè)功能更加強(qiáng)大的boost庫(kù)，STL為了與其抗衡，應(yīng)急制造了STL，但制作的不夠完善，由此因?yàn)镾TL未解決auto_ptr的問(wèn)題，因此STl內(nèi)的容器vector和list都不想和auto_ptr建立聯(lián)系。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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